4 / 11
А.В. Яковлев, А.А. Внуков, Т.Н. Баландина
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 2
2016
орбит с наклонением менее 28,5° для сокращения периода довыведе-
ния целесообразно формировать апогей на высоте 61 000 км.
Графики зависимости времени прохождения внутреннего радиа-
ционного пояса (кривые
4
–
6
на рисунке) свидетельствуют о том, что
это время существенно зависит от высоты апогея начальной орбиты.
Время нахождения КА в этом радиационном поясе оказывает опре-
деляющее воздействие на суммарную поглощенную дозу радиоак-
тивного излучения, так как энергия заряженных частиц во внутрен-
нем радиационном поясе приблизительно в 20 раз выше, чем на ГСО.
Таким образом, вопрос выбора оптимальной орбиты в значительной
мере сводится к сокращению срока пребывания КА в зоне внутренне-
го радиационного пояса Земли.
Предлагается в качестве начальной орбиты использовать орбиту
с высотой апогея 120 000 км как обеспечивающую малое суммарное
время довыведения на наклонениях переходной орбиты от 28,5 до 51,5°
и при этом позволяющую минимизировать время нахождения КА в зоне
внутреннего радиационного пояса Земли без существенных потерь по
массе, выводимой на переходную орбиту с помощью РН.
Схема довыведения состоит из трех этапов:
1) изменение наклонения орбиты до нулевого значения;
2) подъем высоты перигея переходной орбиты до высоты ГСО;
3) опускание высоты апогея переходной орбиты до высоты ГСО.
Скорость в апогее замкнутой орбиты [4]
2 1 ,
a
V K
r a
(1)
где
K
— гравитационный параметр Земли,
K
= 398 600 км
3
/с
2
;
r
—
радиус-вектор апогея орбиты, км;
a
— большая полуось переходной
орбиты, км.
Для орбиты 200×120 000 км скорость в апогее составляет
0,558 км/с.
Затраты характеристической скорости на изменение наклонения
орбиты [5]
2 sin ,
2
а
V V
(2)
где
а
V
— скорость в апогее переходной орбиты, км/с; α — наклоне-
ние переходной орбиты.
В настоящее время запуски коммерческих КА на ГСО осуществля-
ют с использованием переходных орбит с наклонением 6° (космодром
Куру) [6], 28,5° (космодромы Мыс Канаверал, Сичан, Танегасима) [7] и
51,5° (космодром Байконур) [8]. Суммарные затраты характеристиче-